電弧噴涂技術應用兩例
一、修復鼓風機部件
一根鼓風機主軸(圖1)與一滑動軸承配合,軸肩部承受很大軸向力,使用中由于抱瓦事故,造成軸肩部的圓環形端面嚴重燒傷,出現多處劃痕,最深處約0.5mm。由于該軸形狀復雜,精度很高,為了防止變形,決定采用電弧噴涂修復,同時采用電火花沉積粗化表面預處理工藝,收到滿意效果。
電火花沉積粗化表面法,工作原理是通過脈沖放電過程,將金屬電極沉積在工件表面,通過調節工藝規范,可得到較粗糙的沉積層。經電火花沉積粗化處理的基體,為噴涂層提供了良好的結合表面。使用的電火花沉積設備是沈陽工業大學自行研制,該設備處理后的沉積層厚度為0.05-0.lmm。
圖1
電弧噴涂3Cr13涂層的工藝參數是:工作電壓32V,工作電流220A,霧化空氣壓力0.45MPa,噴涂距離120mm,噴涂層厚度lmm。
最后是磨削加工、先整修工件外圓,然后用小進刀量修整軸肩端面。加工后,裝機試驗,一切正常。
圖2是一根鼓風機齒輪軸,該軸的錐面處安裝一個很大的葉輪。使用中由于壓緊螺帽松動造成葉輪與軸之間相對運動,導致軸錐面損傷。采用電弧噴涂工藝修復。修復步驟是:車削→除油→噴砂→噴涂→磨削。
圖2
車削加工的目的是除去工件表面的不圓度和疲勞層,保證填充涂層有均勻的厚度。噴砂是為了表面粗化。噴砂前用銅皮或薄橡膠板,將相鄰的不噴涂部位進行保護。
噴涂3Cr13馬氏體不銹鋼涂層的工藝參數是:工作電壓32V,工作電流220A,霧化空氣壓力0. 5MPa,噴涂距離120mmo最終涂層厚度1. 2mm。噴涂后磨削加工。
二、軸承座孔修復
軸承座內孔損傷,通常采用電刷鍍方法修復。如果磨損量≤0.2mm,電刷鍍方法既方便又經濟。若磨損量較大,通過多年的研究和實際應用,還是電弧噴涂QAl9-2鋁青銅涂層的方法好些。該方法工藝簡單,可以噴涂較厚涂層,結合強度高,切削加工性好。電弧噴涂鋁青銅涂層修復內孔的基本方法如下:
1.下切(車削)
一般來說,鋁青銅涂層的安全厚度應>0.3mm,下切的主要目的是為了得到>0.3mm厚度的均勻涂層。此外,損傷的軸承座內孔都會有不同程度的劃痕、疲勞層、不圓度,通過下切,車掉劃痕和疲勞層。
2.除油清洗
此工序非常重要,任何油污的存在都會直接影響涂層的可靠結合。許多軸承座都是鑄鐵材料,其疏松的結構會給除油工作增加難度,必要時,可以考慮用火烤的方法。
3.噴砂粗化
表面預處理的好壞是噴涂成功的最關鍵一步。由于內孔涂層具有較大的收縮應力,應力趨勢是要將涂層從基體上拉掉。所以,要確保得到清潔、粗糙的基體表面。噴砂處理是較好的表面粗化處理方法,經此工序處理,不但使工件表面粗化,還可以去除鑄鐵表面影響涂層結合的石墨及其它污染物。
4.電弧噴涂
鋁青銅涂層既可以作為工作層,也可以作為過渡底層材料。作為過渡底層時,應選擇較高的工作電壓和相對低的霧化空氣壓力,工藝參數為:工作電壓35-37V,工作電流180-260A(3mm絲材),霧化空氣壓力0.3-0.4MPa,噴涂距離80-120mm。過渡底層厚度一般0.lmm左右。噴涂工作涂層的工藝參數為:工作電壓30-32V,工作電流180-260A(3mm絲材),霧化空氣壓力0.4-0.5MPa,噴涂距離120-150mm。所留的加工余量多少與噴涂操作的均勻程度有關,一般來說,工作涂層的厚度應比最終加工尺寸至少大0.5mm。
5.噴涂后的加工
噴涂后的加工,既可以磨削,又可以車削。磨削加工,涂層受切削力小,車削加工受力較大,容易出現涂層起皮或表面質量下降現象。如采用車削加工,應使用硬質合金刀具,刀刃要鋒利,進刀量不宜過大,工件轉動線速度在60-90m/min之間。